CN206289302U - 一种粗轧辊道辊面激光修复装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种粗轧辊道辊面激光修复装置，包括激光器、L型铜板、送粉系统、气保护系统、数控机床和工件夹持系统，所述气保护系统末端是一个两通的拉法尔气帘，其与激光器固定在L型铜板上，所述送粉系统位于L型铜板和粗轧辊之间，送粉系统前端的输送管道与水平面之间呈度夹角设置；所述工件夹持系统固定在数控机床上，本实用新型采用高功率激光器作为粗轧辊辊面修复主要热源，与传统修复方法相比，能显著提高修复效率，改善修复质量，同时，与数控机床结合，易于实现自动化，降低企业生产成本；采用的工件夹持系统包括三爪卡盘、支撑架和顶针装置，能很好地保证较长粗轧辊在修复过程中的稳定度与同轴度。

Description

一种粗轧辊道辊面激光修复装置

技术领域

本实用新型涉及激光加工技术领域，具体是一种粗轧辊道辊面激光修复装置。

背景技术

轧辊是轧钢厂轧钢机上重要零件，其质量和使用寿命直接关系到轧制生产的生产效率、质量和成本。同时因自身材料及恶劣工况，造成轧辊是钢铁行业主要消耗部件，加之我国轧辊材料供应不足，价格昂贵，使其在钢铁生产成本中占比很大，如何修复失效轧辊，一直是轧辊行业面临的重要问题。目前，轧辊由于磨损需要修复时多采用车削或磨削方式修正辊型，这是一种补救措施，对提高轧辊寿命效率不大。

采用轧辊表面激光修复与强化技术不仅可以修复已磨损的轧辊，而且可以提高轧辊表面的耐磨性，延长轧辊的使用寿命，具有明显经济效益，已成为轧辊修复一个主要发展方向。

激光表面修复与强化技术是利用高能激光束，使合金材料与基体熔化后迅速凝固，在基材表面获得与基体呈冶金结合的耐磨、耐蚀高性能合金层。它的优点是激光能量作用集中，基体热影响区小。熔覆层组织均匀致密、晶粒细小。但它同时也存在一些问题，如基体对激光吸收效率低，激光加工系统投资大，工厂实际生产工况复杂，很难满足对某种特定轧辊表面快速修复的要求。除此之外，对于一些的较长(大于1100mm)的粗轧辊辊面修复问题，也没有得到很好地解决。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种粗轧辊道辊面激光修复装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种粗轧辊道辊面激光修复装置，包括激光器、L型铜板、送粉系统、气保护系统、数控机床和工件夹持系统，所述气保护系统末端是一个两通的拉法尔气帘，其与激光器固定在L型铜板上，所述送粉系统位于L型铜板和粗轧辊之间，送粉系统前端的输送管道与水平面之间呈度夹角设置；所述工件夹持系统固定在数控机床上，工件夹持系统包括一个三爪卡盘、一个支撑架、一个顶针装置和一个旋转工作台；旋转工作台上安装三爪卡盘，支撑架及顶针装置固定在数控机床上，且三爪卡盘与顶针装置中心处在同一轴线上；所述粗轧辊中间下方设有一支撑架对其起支撑作用，支撑架固定在数控机床上；所述L型铜板的折板中心存在一个圆形孔。

作为本实用新型进一步的方案：所述激光器的激光输出功率3000W，扫描速度3m/min，焦点处光斑尺寸为12mm×2mm，焦距300mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)、本实用新型采用高功率激光器作为粗轧辊辊面修复主要热源，与传统修复方法(车削或磨削)相比，能显著提高修复效率，改善修复质量，同时，与数控机床结合，易于实现自动化，降低企业生产成本；

2)、本实用新型采用的工件夹持系统包括三爪卡盘、支撑架和顶针装置，能很好地保证较长粗轧辊(最长长度可达2250mm)在修复过程中的稳定度与同轴度；

3)、激光器和拉法尔气帘固定在L型铜板上，L型铜板中心开有一圆孔，不仅起到固定、通光的作用，同时防止被基体或材料反射回来的光束及激光与合金粉末相互作用过程中产生的飞溅及烟雾对激光工作头损坏；

4)、本实用新型采用的拉法尔气帘含有两个导气孔,且对称分布在L型铜板两侧，不仅可以吹走修复过程产生的烟雾及有害气体，同时可以防止气流回流对激光器及修复质量造成影响。

附图说明

图1为本实用新型的整体装置正视图。

图2为本实用新型的整体装置侧视图。

图3为L型铜板结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～3，本实用新型实施例中，一种粗轧辊道辊面激光修复装置，包括激光器1、L型铜板2、送粉系统3、气保护系统4、数控机床5和工件夹持系统，所述气保护系统4末端是一个两通的拉法尔气帘，其与激光器1固定在L型铜板上，所述激光器1的激光输出功率3000W，扫描速度3m/min，焦点处光斑尺寸为12mm×2mm，焦距300mm，激光器1发射激光，经光学转换镜将圆形多模光斑转换成矩形或线形光斑经工作头输出，穿过L型铜板中心，照射到待修复轧辊表面，同时合金粉末经送粉系统3输出到该点，所述送粉系统3位于L型铜板2和粗轧辊9之间，送粉系统3前端的输送管道与水平面之间呈45度夹角设置；所述工件夹持系统固定在数控机床5上，工件夹持系统包括一个三爪卡盘6、一个支撑架7、一个顶针装置8和一个旋转工作台10；旋转工作台10上安装三爪卡盘6，支撑架7及顶针装置8固定在数控机床5上，且三爪卡盘6与顶针装置8中心处在同一轴线上；在进行粗轧辊道辊面修复时，将粗轧辊9一端固定在三爪卡6盘上，另一端由顶针装置8固定；所述粗轧辊9中间下方设有一支撑架7对其起支撑作用，支撑架7固定在数控机床5上，保证在激光修复过程中，粗轧辊9的稳定度和同轴度；所述L型铜板2的折板中心存在一个圆形孔，孔径大小根据具体情况而定，在此不作限定；L型铜板2在起到固定激光器1及气保护系统4的同时，又能防止由基体或材料发射的光束及激光与材料相互作用产生的飞溅对激光工作头产生损坏。

本实用新型的工作原理是：1)、本实用新型采用高功率激光器1作为粗轧辊9辊面修复主要热源，与传统修复方法(车削或磨削)相比，能显著提高修复效率，改善修复质量，同时，与数控机床5结合，易于实现自动化，降低企业生产成本；

2)、本实用新型采用的工件夹持系统包括三爪卡盘6、支撑架7和顶针装置8，能很好地保证较长粗轧辊(最长长度可达2250mm)在修复过程中的稳定度与同轴度；

3)、激光器1和拉法尔气帘固定在L型铜板2上，L型铜板2中心开有一圆孔，不仅起到固定、通光的作用，同时防止被基体或材料反射回来的光束及激光与合金粉末相互作用过程中产生的飞溅及烟雾对激光工作头损坏；

4)、本实用新型采用的拉法尔气帘含有两个导气孔,且对称分布在L型铜板2两侧，不仅可以吹走修复过程产生的烟雾及有害气体，同时可以防止气流回流对激光器及修复质量造成影响。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (2)

1.一种粗轧辊道辊面激光修复装置，包括激光器、L型铜板、送粉系统、气保护系统、数控机床和工件夹持系统，其特征在于，所述气保护系统末端是一个两通的拉法尔气帘，其与激光器固定在L型铜板上，所述送粉系统位于L型铜板和粗轧辊之间，送粉系统前端的输送管道与水平面之间呈度夹角设置；所述工件夹持系统固定在数控机床上，工件夹持系统包括一个三爪卡盘、一个支撑架、一个顶针装置和一个旋转工作台；旋转工作台上安装三爪卡盘，支撑架及顶针装置固定在数控机床上，且三爪卡盘与顶针装置中心处在同一轴线上；所述粗轧辊中间下方设有一支撑架对其起支撑作用，支撑架固定在数控机床上；所述L型铜板的折板中心存在一个圆形孔。

2.根据权利要求1所述的一种粗轧辊道辊面激光修复装置，其特征在于，所述激光器的激光输出功率3000W，扫描速度3m/min，焦点处光斑尺寸为12mm×2mm，焦距300mm。